云南沘江流域农田土壤重金属Pb、Zn、Cd、As的地球化学特征

以流经中国铅锌矿储量最大的兰坪金顶铅锌矿区的澜沧江支流——沘江周围农田土壤为研究对象,通过实地调查采样、室内实验测定和统计分析等方法,测定分析了土壤中Pb、Zn、Cd、As的含量及其化学形态分布,以探讨矿产开发对农田土壤重金属含量的影响。结果表明:(1)沘江流域农田土壤中的重金属蓄积量大,以国家《土壤环境质量标准》(Ⅱ级)衡量,Pb、Zn、Cd、As含量超标率分别为66.667%、91.667%、100%、16.667%,污染程度为Cd﹥Zn﹥Pb﹥As;(2)土壤中Pb和Cd的化学形态均以水溶态为主,活性大,迁移能力强,水溶态元素能够直接进入生态链,通过植物吸收进入食物链将给人类健康造成一定的威胁。而Zn和As化学形态分别以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,这两种形态在一般环境条件下较稳定,迁移能力弱;Pb和Cd的环境有效态(水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态之和)含量较高,如果发生酸雨或酸性矿山废水的排出,它们的环境有效态会大量增加,对流域具有潜在的危害;(3)土壤中Pb、Zn、Cd、As含量分布和化学形态分布,整体上均为随着与矿区的距离增大而降低的趋势,分布曲线分为单峰状、双峰状两类。另外,Cd、Pb、Zn的化学形态分布与总量分布趋势基本一致,As的腐殖酸结合态、残渣态与总量分布一致。     

滇西沘江沉积物剖面重金属元素分布特征

采用连续提取法测定流经兰坪金顶铅锌矿区的沘江3个沉积物剖面中重金属元素的含量,分析Pb、Zn、Cd和As在流域的分布特征和在沉积物剖面中的分布特征。结果表明,距矿山75km的河段沉积物中,浅层沉积物中4种金属元素均污染严重,金顶铅锌矿是沉积物中重金属元素的主要来源,随着矿山开发规模的不断扩大,污染程度加深。4种重金属元素中Cd活性态比例高,且污染程度最强、范围最广、深度最大,Zn、Pb次之,As污染相对较轻、范围较小。潜在生态危害指数法研究结果表明,浅层沉积物中重金属元素表现出中等—很强的生态风险性,产生生态危害的主要重金属元素是Cd,其后依次是Pb、As和Zn。     

北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn化学形态及环境效应

为弄清北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn五种重金属元素的化学形态分布特征,系统采集了126件城区表层土壤样品,采用连续提取法对重金属元素各化学形态含量进行了测定。结果表明:土壤中土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量差异显著。Hg元素以残渣态和强有机结合态为主,Cd元素离子交换态、碳酸盐结合态、残渣态、铁锰氧化物结合态含量较高,Pb、Cu、Zn元素以残渣态、铁锰氧化物结合态为主。Hg元素的有效态含量最低(不足1%),现情况下不会对环境造成污染;Cd元素的有效态含量最高(40%),生物有效性和潜在生态危害性较大,运用植物修复技术对其治理为经济有效的方法;Pb、Cu、Zn有效态含量较低(约10%),生物有效性和潜在生态危害性均有限。各元素形态与全量之间相关程度虽有差别,但基本呈正相关关系。     

湖南洞庭湖水系As和Cd等重金属元素分布特征及输送通量

土壤地球化学调查显示,长江沿岸,尤其湖南洞庭湖流域存在以镉为主的重金属高值带。为进一步确定As和Cd等重金属元素在河流中的存在形式、迁移方式和通量等地球化学特征,本研究在洞庭湖水系主要干支流的关键位置布置采样点,分夏季丰水期和冬季枯水期两次,采集了原水、0.45μm过滤水和0.20μm过滤水等水样品,以及悬浮物固体样品,分析了水和悬浮物样品中As和Cd、Pb等重金属元素含量。结果发现,As元素在湘江、资水、湘江上游支流西河和耒水中含量最高,耒水、西河及湘江的Pb、Zn含量相对偏高,Cd在湘江、耒水及汨罗江的含量也明显高于其他河流;研究区河水中As、Ni、Cd和Zn等元素在水中离子态比例较大,其溶解态含量受河水pH和温度的控制,湘江、西河、耒水和汨罗江中悬浮物As、Zn、Cu、Cd、Pb和Cu等元素含量远高于其他水系悬浮物,这与这些流域内存在多金属矿区密切相关;不同元素在河水中迁移途径有很大差别,As以溶解态和胶体态为主要迁移形式,Pb、Zn、Cu、Cd和Ni等重金属元素以悬浮物形式迁移的比例最大;主要入湖河流中,湘江输入洞庭湖的As、Zn、Cu和Cd总量最大,年通量分别为961.43 t、478.90 t、101.67 t、59.58 t。     

德兴铜矿低品位矿石堆浸场与大坞河流域土壤重金属元素形态的环境特征

本文主要采用连续提取法对德兴铜矿地区低品位矿石堆浸场和大坞河流域的土壤样品进行元素形态分析。低品位矿石堆浸场中As、Cu元素含量最高分别达到95.7μg/g和1867μg/g,都严重超过国家三级土壤标准,但是通过元素形态分析得到,As元素主要以硫化物态存在(百分比为50%-80%),Cu元素主要以有机结合态存在(百分比为50%-60%),能稳定存在于矿石中。其他元素如Cd、Mo、Pb、Zn都以有机物结合态为主,Cr元素以硅酸盐态为主,Hg元素以硫化物态占主要,重金属迁移性差,对环境的影响不大。大坞河流域上中下游元素形态组成变化不明显。Cu元素含量(平均为400-500μg/g)超过国家三级土壤标准,但是Cu元素主要是以有机结合态存在(比例为35%),稳定性相对较好。而Cd元素虽然在样品中含量在国家三级土壤标准之下,其水溶态、吸附态和碳酸盐态所占的比例较大(30%左右),容易发生迁移转化,对环境的影响较大。Pb元素以有机结合态为主,百分比达到45%;As、Hg元素以硫化物态占主导,百分比大于50%,对环境有潜在的影响。其他元素如Cr、Mo、Zn的硅酸盐态比例最大(50%左右),能比较稳定的存在于土壤中,对环境的影响较小。     

白银东大沟水体和底泥中重金属污染评价

为了给白银东大沟河道生态治理和底泥处理风险评价提供科学参考,分析了东大沟水体中Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg和底泥中Cr、Zn、Pb、Cu、Cd、Hg重金属的含量水平、分布特征及含量变化趋势,并采用内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法分别对水体和沉积底泥中的重金属污染累积程度、潜在风险进行评价。研究结果表明,东大沟水体中6种重金属平均含量在0.005 7～4.796 0 mg/L之间,其含量大小依次为Zn>Cu>Cd>Pb>As>Hg。随水流方向,水体中As含量表现为升高趋势,其余重金属含量则呈显著降低趋势。底泥中6种重金属平均含量在(61.6～5 999.3)×10-6之间,其含量大小依次为Zn>Pb>Cu>Cd>Cr>Hg。东大沟河段底泥中的重金属含量有起伏,但整体表现为随水流方向含量显著降低的趋势。参照相关评价标准,东大沟水体的主要重金属污染物为Cu、Pb、Zn、Cd,其单因子污染程度Cd>Pb>Zn>Cu,综合指数评价表明东大沟水体存在不同程度的污染;底泥主要重金属污染物为Cd、Hg、Pb、Cu,为复合污染,其生态危害风险程度Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>Cr,潜在生态风险指数评价表明东大沟大部分河段底泥潜在生态风险指数为严重。     

第二松花江中上游悬浮物重金属元素分布特征

悬浮物是河流重金属元素的主要迁移载体。对第二松花江中上游悬浮物重金属元素分布特征进行了较系统的研究。结果表明:第二松花江中上游悬浮物中重金属元素含量变化大;枯水期悬浮物主要以吸附重金属元素能力强的粘土矿物为主,而丰水期则以长英质矿物碎屑为主;枯水期悬浮物重金属元素含量明显高于丰水期;工业污染是导致吉林市区河段悬浮物中As、Cu、Zn、Cd、Pb和Hg元素含量远高于松花湖和下游河段的主要原因。     

北京平原区两年内土壤中五种重金属元素化学形态变化及生物有效性

为了监测北京市平原区2015年和2016年土壤中5种重金属As、Cd、Hg、Pb、Zn化学形态的变化趋势,运用Tessier连续提取法对土壤重金属进行了形态分析,并对影响重金属元素生物有效性的因素进行研究。结果表明,2年内研究区表层土壤重金属元素的形态变化微弱,有效态含量以Cd元素最高,达到45.67%,故潜在生态危害性最大;其次为Zn元素,达12.16%,其中碳酸盐结合态占比虽大,但由于研究区土壤呈偏碱性,Zn元素的迁移能力较弱,潜在危害性较小;As、Hg、Pb均以难迁移态存在,故潜在危害性也较小。土壤重金属元素的生物活性系数及迁移系数分别为:CdZnPbAsHg和CdAsZnPb=Hg,其中Cd元素2年的生物活性系数和迁移系数最高,展现出较强的生物活性和迁移能力,其余重金属元素的活性系数和迁移系数较低,潜在危害性较弱。影响重金属元素生物有效性的因素较复杂,以重金属元素全量为主,p H、有机质、CEC等理化性质次之。     

白音诺尔铅锌矿区河流沉积物重金属的形态分布特征

为了研究内蒙古赤峰市巴林左旗白音诺尔铅锌矿区采矿对哈力黑河生态环境造成的影响,从上游向下游采集了6个河流沉积物样品,测定其pH、LOI、粒度以及As、Cu、Pb、Zn、Cd等5种重金属的总量和赋存形态,并对测试结果进行分析。研究结果表明:（1）1#尾矿库是造成沉积物中Pb、Zn和Cd等重金属显著升高的主要原因。（2）沉积物重金属与粗粉砂（16~63 μm）的相关系数为0.79~0.95,表明重金属易富集于粗粉砂上,而沉积物的pH和有机质对重金属总量的变化影响不显著。（3）沉积物中As和Pb以残渣态和铁锰结合态为主,分别占总量的78.82%~89.87%和36.96%~78.20%。Cu和Zn以残渣态、强有机结合态和铁锰结合态为主,分别占总量的76.38%~85.96%和74.94%~90.34%。Cd则以离子交换态、碳酸盐结合态和强有机结合态为主,占总量的51.15%~79.53%,而离子交换态Cd占了总量的5.72%~49.63%。因此,Cd对河流生态环境的潜在威胁最大。（4）离子交换态Cd与沉积物pH相关系数为-0.813,两者呈极强负相关性。当沉积物pH由弱酸性转化为弱碱性时,离子交换态Cd含量从33.44%降低至5.72%,显著减小。     

鄱阳湖水系重金属元素地球化学特征及入湖通量

江西省多目标区域地球化学调查显示,鄱阳湖流域河流两岸土壤(河漫滩沉积物)中存在明显的重金属异常带。为揭示河流两岸河漫滩沉积物(土壤)中重金属元素的来源、输送通量及其沉积历史,分别于丰水期和枯水期系统采集了鄱阳湖流域赣江、信江、饶河、抚河、修水及鄱阳湖湖水、悬浮物等样品,分析As、Cd、Pb等元素含量。研究表明：As、Pb、Cu、Zn等元素在研究区河流中的含量普遍较高,不同时期河水中的元素含量有较大的差异;各重金属元素在研究区河流迁移形式有很大的差别,As和Cd主要以离子态形式迁移,但Cd悬浮态迁移形式所占比例也很大;Pb、Zn、Cu和Ni主要以悬浮态形式迁移;重金属在河流水体和悬浮物两相中的分配受水体pH值、温度和悬浮物浓度等因素影响,不同的元素受这些因素的影响程度有很大的差别;按各支流输送通量,赣江和信江对湖区重金属元素输入通量的贡献最大,是鄱阳湖Cd等重金属元素的最主要来源。     

嫩江流域水体及悬浮物重金属元素分布特征及环境指示意义

水和悬浮物是河流重金属元素迁移的主要载体.对嫩江中下游悬浮物及滤后水重金属元素分布特征进行了较系统的研究,结果表明：丰水期是嫩江流域内悬浮物迁移的主要季节,支流的汇入会影响嫩江干流悬浮物浓度,大安市生产生活对水体悬浮物浓度产生明显影响;齐齐哈尔市的生产生活对嫩江水体悬浮物重金属含量影响不大,而对水中Cr、Cu、Pb、Ni、Zn元素产生明显影响;雅鲁河是向嫩江输入重金属Cr、Ni最多的支流,年输入嫩江通量分别为1223、100．46 t;阿伦河是向嫩江输入重金属Cd、Cu、Pb最多的支流,年输入嫩江通量分别为0．08、10．93、9．96 t;嫩江向松花江年输入重金属As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni通量分别为113．7、0．32、0．79、438、164、152、440、224 t.     

Speciation and mobility of heavy metals in mud in coastal reclamation areas in Shenzhen,China

Coastal reclamation has been carried out along the coastal areas near Shenzhen, China in a large scale since 1980s by dumping fill materials over the marine mud at the sea bottom. Usually the area to be reclaimed is drained first and some of the mud is air-dried for a few weeks before it is buried by fill. After reclamation, the terrestrial groundwater, which is relatively acidic and with high dissolved oxygen, gradually displaces the seawater, which is alkaline with high salinity. The changes in the burial conditions of mud and the properties of the pore water in the mud may induce the release of some heavy metals into the mud. Field survey confirms that the pH and salinity of the groundwater in the reclamation site are much lower than the seawater. Chemical analyses of mud and groundwater samples collected from the reclamation sites reclaimed in different years indicate that most of the heavy metals in the mud decrease gradually with time, but the heavy metals in the groundwater are increased. The release of heavy metals into pore water due to reactivation of heavy metals in the mud is of environmental concern. To understand why some of the heavy metals can be released from the mud more easily than others, a sequential extraction method was used to study the operationally determined chemical forms of five heavy metals (Cu, Ni, Pb, Zn, and Cd) in the mud samples. Heavy metals can be presented in five chemical forms: exchangeable, carbonate, Fe–Mn oxide, organic, and residual. Ni and Pb were mainly associated with the Fe–Mn oxide fraction and carbonate fraction; Zn was mainly associated with organic fraction and Fe–Mn oxide fraction, while Cu and Cd were associated with organic fraction and carbonate fraction, respectively. If the residual fraction can be considered as an inert phase of the metal that cannot be mobilized, it is the other four forms of heavy metal that cause the noticeable changes in the concentration of heavy metals in the mud. On the basis of the speciation of heavy metals, the mobility of metals have the following order: Pb (36.63%) > Cu (31.11%) > Zn (20.49%) > Ni (18.37%) > Cd (13.46%). The measured metal mobility fits reasonably well with the degree of concentration reduction of the metals with time of burial observed in the reclamation site.     

陕西潼关金矿区太峪河底泥重金属元素的含量及污染评价

通过对潼关金矿区太峪河和太峪水库底泥中重金属元素总量的调查,探讨了金矿开发活动中重金属元素对河流底泥的污染程度。研究结果表明,除As外,河流底泥中重金属元素的含量与尾矿渣中重金属元素的含量变化一致,表明其主要来源于尾矿渣,但又明显高于尾矿渣。在同一地点河流底泥中重金属元素的含量平均高出河水中的1048.61～666030.08倍,呈显著富集。以邻近地区不受工矿活动影响的河流底泥重金属元素的含量均值作为评价参比值,太峪河底泥受到了Hg、Pb、Cd、Cu、Zn元素的极度污染,单项污染超标倍数及综合污染指数法评价结果表明,Hg、Pb、Cd平均污染超标倍数达366.90、217.42和149.97,是底泥中最主要的污染元素。河流底泥重金属元素的综合污染指数高达278.97,表明河流的复合污染亦呈极度状态。太峪河底泥受重金属元素极度污染的现实提示,矿区的环境防治工作已刻不容缓。     

内蒙古乌梁素海底泥中重金属污染的分布特征

研究了内蒙古乌梁素海0~20 cm深处底泥中重金属元素的全量,并利用潜在污染生态危害指数法评价了底泥中的重金属的污染风险。根据国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值和国家土壤质量一级标准,乌梁素海底泥中重金属的复合污染较严重,污染重金属主要为Cu、Cd、Ni、Zn。底泥中Pb、Cd、As、Cu、Cr、Hg、Zn之间相关性明显,说明湖泊底泥中这些重金属的污染来源相同。重金属生态风险评价结果表明:乌梁素海大部分地区属重金属轻度污染区,仅3个排干渠入口附近为极度污染区,其余地区为重度污染区。     

深港西部通道填海区淤泥重金属化学形态分析

以深港西部通道填海区淤泥为研究对象,研究了重金属的化学形态特征,分析了填海工程活动带来的填海区地下水物理化学条件变化对重金属各个形态的影响。结果表明:除残留态外,填海区重金属存在形态主要为铁锰结合态、碳酸盐结合态和硫化物及有机结合态,其中,Pb和Ni以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态为主,Cu以碳酸盐结合态和有机结合态为主,Zn以有机结合态和铁锰氧化物结合态为主,而Cd则以碳酸盐结合态为主。各金属在深港西部通道填海区淤泥的潜在迁移能力序列如下:Pb(39.68%)>Cu(31.59%)>Zn(20.49%)>Cd(12.80%)>Ni(10.98%)。     

The environmental impact of Aguilar mine on the heavy metal concentrations of the Yacoraite River,Jujuy Province,NW Argentina

The Yacoraite River and its tributaries run down the eastern slope of the Aguilar Range. It is one of the tributaries of the Rio Grande, located in Quebrada de Humahuaca, a UNESCO World Heritage site. The Aguilar underground mine (Pb–Ag–Zn) is located in the upper reaches of the Yacoraite River drainage basin. The aim of this work is to characterize the presence of heavy metals in water and sediments of the Yacoraite River and to identify their sources. The analysis shows the seasonal variation of heavy metals concentration in water and their relation with the World Health Organization (WHO) limits established for human consumption. The Yacoraite basin is naturally anomalous in some metals and some elements, such as As which is controlled by the chemical composition of regional lithology. During the wet season, Al, Co, Mo and Pb concentrations in water samples are higher than during the dry season; in addition, these metals are also higher than WHO limit values. High enrichment factors for Ba, Mo, Pb, Zn and Cd were found in Casa Grande stream, indicating the direct influence of the mining activities. Cd, Pb and Zn are present in the Aguilar ore minerals, such as sphalerite and galena. Sediments collected during the dry season show a drastic increase in the concentration of As, Pb, Ba, Zn, Cd and Mn. The Müller geo-accumulation index in Casa Grande indicates that it is a highly polluted stream. The concentrations of As, Pb, Ba, Zn, Cd are also high in Yacoraite River: Security Quality Guidelines indicates toxicity. A decrease in enrichment factors and geo-accumulation indices observed in sediments indicates the occurrence of precipitation/adsorption processes in the river to restore the equilibrium composition. Strict environmental controls in Aguilar Mine are necessary to avoid the uncontrolled input of toxic metals in Casa Grande stream and Yacoraite River.     

石家庄污灌区表层土壤中重金属环境地球化学研究

对石家庄市污灌区上、中、下游3条剖面中的农田表层土壤重金属元素Pb、Hg、cr、Cd、As、Cu、Zn的含量、污染状况、形态等进行了调查与研究.结果发现.研究区表层土壤中的重金属(除As外)在污灌区上、中、下游均有不同程度的富集,其中Hg、Cd含量较高,下游表层土壤中重金属平均含量均高于上、中游.运用Muller的地积累指数法进行了污染评价,结果表明,以河北省土壤背景值计算,As未对研究区表层土壤造成污染,研究区上、中、下游表层土壤受到了Hg、Cd的污染,主要为轻度一中等的污染程度.研究区表层土壤中Pb、Hg、Cr、As、Cu、Zn的形态主要为残渣态,Cd的形态主要为离子交换态和碳酸盐态,Cd具有一定的生物有效性和潜在生态危害性.     

Characteristics of distribution and chemical speciation of heavy metals in environmental mediums around Jinchang mining city,Northwest China

Heavy metal contamination was the main environmental problem around the Jinchang Ni–Cu mine area of Gansu, Northwest China. The concentration of heavy metals (Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) in various environmental mediums around the Jinchang Ni–Cu mine area were analyzed using atomic absorption spectrometry (AAS). The different chemical speciation of heavy metals was extracted using BCR (European Community Bureau of Reference) sequential extraction procedure, and the concentration of chemical speciation of each heavy metal was measured by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. The results showed that Cu and Ni were the most important heavy metal pollutants in various mediums including cultivated soils, dust on slagheap surfaces, tailings, and sediments in waste water drains. In the tailings and sediments, the concentrations of Ni were obviously higher than those of Cu, whereas, in the soil and dust, the concentrations of Cu were higher than those of Ni. Analysis of chemical speciation indicated that Cr and Zn were mainly in residual fraction; Cu was mainly in oxidizable fraction; Ni was mainly in reducible fraction and acid soluble fraction; and Pb was mainly in reducible fraction and residual fraction. The extent of contamination of various environmental mediums was different because the heavy metals were derived from different sources. Furthermore, the mobility of various heavy metals was different because of the different distribution of chemical speciation.     

小秦岭太峪水系沉积物重金属污染生态危害评价

以金矿开发影响的黄河二级支流太峪水系沉积物为研究对象,沿河采集16个表层沉积物样品,分层采集垂向剖面10件水库沉积物样品,测定了样品中重金属元素Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量,采用Hakanson潜在生态指数法和Tomlinson污染负荷指数法评价重金属元素污染程度和潜在生态风险。结果表明,矿业活动是太峪水系沉积物重金属元素污染的主要因素;变异系数、富集系数和最高污染系数均反映Hg、Pb、Cd是太峪水系沉积物的特征污染重金属元素,Cr和As的质量分数接近地区背景值;太峪水系表层沉积物受到重金属元素的极强污染,山区段污染较山外更严重;整个流域的Hg、Pb、Cd具有很强的潜在生态危害,Cr、As、Zn的潜在生态危害轻微;太峪水系沉积物垂向各层沉积物都受到重金属元素的极强污染,生态问题以Hg、Pb、Cd的潜在生态危害为主,其污染和生态危害程度都高于流向上的沉积物。潜在生态危害指数评价突出了不同元素的毒性和危害程度,而污染负荷指数法侧重于样本空间上的污染程度,二者互补使用有利于实际问题的全面评价。